Deep scStar: 利用深度学习从单细胞RNA测序和空间转录组数据中提取和增强表型相关特征

近年来,单细胞测序(single-cell RNA sequencing,scRNA-seq)与空间转录组学(spatial transcriptomics, ST)等前沿技术极大推动了生命科学与临床医学的发展。其揭示了细胞异质性,提供了疾病、发育、免疫等重大领域的全新洞见。然而,大规模单细胞数据由于技术噪声强、批次效应(batch effects)复杂、生物信号多样且杂乱,使得“准确提取与增强与表型相关的特征”成为关键挑战之一。许多传统方法虽主攻降噪、整合,却可能同时削弱乃至丢失关键的表型决策信号,限制了研究者对疾病机制与细胞间互作的深入理解。 一、研究背景与意义 单细胞表型相关特征的识别对于阐明疾病进展、免疫应答、肿瘤耐药等问题至关重要。例如,在癌症免疫治疗、个体化诊疗中,能否准确识别那...

食管鳞状细胞癌肿瘤发生中的空间转录组分析:DTX3L和BST2作为关键生物标志物

数字化空间转录组研究揭示DTX3L和BST2在食管鳞状细胞癌肿瘤发生中的关键作用 背景与研究问题 食管癌(Esophageal Cancer, EC)作为一种全球性高发的肿瘤疾病,其相关发病率和死亡率居高不下。食管鳞状细胞癌(Esophageal Squamous Cell Carcinoma, ESCC)是亚洲地区最为常见的组织学亚型。由于其进展迅速、治疗抵抗和高转移率,患者预后极差。早期发现和治疗ESCC已成为减少患者死亡率的关键。但是,ESCC起始和早期肿瘤发生的细胞和分子机制尚未完全明确,尤其是从正常组织到低级别瘤样变、高级别瘤样变,最终发展为侵袭性癌症的动态演进过程尚有待深入探索。 目前的研究主要关注ESCC中肿瘤细胞的行为,却忽视了肿瘤微环境(Tumor Microenviron...

单细胞与空间转录组联合分析揭示胃癌中Hedgehog通路的细胞异质性

单细胞与空间转录组联合分析揭示胃癌中Hedgehog通路的细胞异质性 学术背景 胃癌(Gastric Cancer, GC)是全球范围内最常见的恶性肿瘤之一,发病率和死亡率均居高不下。尽管在化疗、放疗和靶向治疗等方面取得了一定进展,但胃癌的治疗仍然面临巨大挑战。胃癌的侵袭性和异质性使其成为难治性癌症之一,尤其是晚期患者的生存率极低。肿瘤细胞的侵袭和转移是导致复发和死亡的主要原因,而现有的治疗手段无法完全解决这些问题。免疫治疗作为一种有前景的治疗模式,也面临着肿瘤微环境和免疫复杂性的挑战。因此,深入理解胃癌的发病机制,尤其是从基因、分子到表型水平的全面探索,对于更好地管理疾病和减轻患者负担至关重要。 Hedgehog(Hh)通路在胚胎发育和成人组织中均发挥重要作用,参与细胞增殖、分化和组织形态...

空间转录组时钟揭示细胞邻近效应对大脑衰老的影响

空间转录组时钟揭示脑衰老中的细胞邻近效应 学术背景 随着年龄的增长,认知功能下降和神经退行性疾病的风险显著增加。脑衰老是一个复杂的过程,伴随着许多细胞层面的变化。然而,衰老细胞如何影响邻近细胞以及这种影响如何导致组织功能衰退,目前尚不清楚。此外,现有的工具尚未能系统地解决衰老组织中的这一问题。为此,研究人员开发了一种空间分辨的单细胞转录组图谱,结合机器学习模型,揭示了衰老、再生和疾病中的空间和细胞类型特异性转录组特征。 论文来源 这篇论文由Eric D. Sun、Olivia Y. Zhou、Max Hauptschein、Nimrod Rappoport、Lucy Xu、Paloma Navarro Negredo、Ling Liu、Thomas A. Rando、James Zou和An...